锂电池正极材料的关键指标有哪些

锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液、粘结剂、导电剂、集流体等材料组成。正极材料基本决定了电池的体系、电压、容量。因此正极材料的性能，一定程度上决定了电池的性能。
锂电池正极材料主要包括：钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂。
对于锂电池正极材料公司，他们在材料出厂前都会进行严格的测试，以保证材料满足客户的要求。同样，锂电池制造企业在购买了正极材料之后，同样会对其进行抽测。
正极材料需要测试的关键指标：以磷酸铁锂（LFP）为例

放电容量

正极材料的容量不同，电芯的设计也不同。基本是制作半电池（Li负极），电压范围为2.0-3.75V，用0.1C 测试首次放电容量。

粒度分布

通过粒度分布数据，判定材料的粒径情况。重点关注D50，同时测试D10、D99、Dmax。例如：D99=20微米，表示该材料99%的粒径都在20微米以下，其实是控制了材料粒径的上限，不能太大。

比表面积

常用BET法测试材料的比表面积，可初步判定材料的碳包覆情况及颗粒情况，并能预判材料的加工性能。磷酸铁锂比表面积范围一般在15m2/g左右，一般会限定一个公差，例如13±2。

粉末压实

粉末压实密度的大小，一定程度决定了极片的压实。粉末压实密度越大，极片压实也能做得更大。极片压实一般略低于粉末压实，例如厂家给的粉末压实为2.5，极片压实做到2.35-2.4，极片的状态较好。

主元素含量（Li、Fe、P）

正常Li（4.1-4.6）、Fe（33-35）、P（19-20）如果偏离太大，说明该磷酸铁锂的纯度不高，晶型差。

杂质元素含量

主要测试项目包括（Ni、Cr、Cu、Zn、Na、Mg、Mn等），杂质元素含量越多，对电池的性能影响很大，有的会在正极被氧化，到负极表面析出。

碳含量

碳含量过高，同等质量材料活性物质减少，降低电池容量，电化学性能降低。碳含量过低，材料导电能力差，影响电池充放电速率，电化学性能降低。其实碳含量与比表面积成正相关，一般比表面积越大，碳含量越高。

水分含量

水分含量过高，会导致匀浆过程中团聚（PVDF遇水团聚）。一般水分含量≤1000PPm。

SEM、XRD测试

通过SEM观察材料的形貌、颗粒的大小、粒径的分布。通过XRD分析材料的结晶情况，纯度。

锂离子电池三元材料：工艺技术及生产应用-王伟东.PDF
动力电池材料.PDF
锂离子电池三元正极材料的制备、包覆和电化学性能研究.PDF
锂离子电池用磷酸铁锂正极材料[梁广川，宗继月，崔旭轩 编著].PDF
废旧锂离子电池钴酸锂浸出技术[罗胜联，曾桂生，罗旭彪 著].PDF